Защита магниевых сплавов от коррозии

Все виды защиты и декоративной отделки поверхности магниевых сплавов можно классифицировать следующим образом:
1. Химическая обработка, в том числе кислотное травление, хроматирование и фтористое анодирование. Эти процессы служат только для очистки или некоторой пассивации и в большинстве случаев обеспечивают, когда это требуется, необходимую основу для последующего окрашивания.
2. Анодирование, в том числе процесс «твердого» анодирования, а также процессы HAE, Dow17 и CR22.
3. Органические покрытия, в том числе поверхностное уплотнение с эпоксидными смолами.
4. Обычное окрашивание с хроматным грунтом
5. Гальванические покрытия
6. Стекловидные эмали.
7. Комбинированные методы покрытий.

В технической и патентной литературе описывается очень много составов ванн для травления и хроматирования. При этом, естественно, возникает вопрос о полезности того или иного состава и о том, имеется ли вообще практическая разница между отдельными типами ванн. Определяющими критериями для этого являются: способность к удалению литейного пригара, сгоревшей смазки, окалины после прокатки и т. п.; длительность погружения и температура ванны; количество снятого металла, цвет и равномерность покрытия; стоимость составных частей раствора и удобство его обновления; чувствительность раствора к загрязнениям; возможность длительного применения реактива для струйкой обработки катаных полуфабрикатов и достигаемая степень пассивации поверхности.
За исключением фтористого анодирования, о котором уже упоминалось ранее и которое, если его рассматривать в качестве очистительного средства, стоит отдельно от остальных методов очистки, все различные химические способы обработки погружением могут быть подразделены на два класса в зависимости от того, служат ли они только для очистки металлической поверхности или же еще дополнительно должны являться источниками хроматных ионов для создания пленки с красивым внешним видом.
В табл. 76 приведены некоторые особенности ванн. Подробное описание применяемых в США технологических процессов очистки опубликовано фирмой Dow.


Детали из магниевых сплавов перед механической обработкой обычно хроматируют, а перед хроматированием, если только оно не является кислым, проводят кислотную очистку (травление) погружением. Консистентная смазка или старая краска могут быть сняты при помощи горячей щелочи перед кислотной очисткой, а избыточное масло с самого начала удаляют растворителем.
Практически имеется довольно ограниченный выбор кислотных растворов для целей очистки. Из табл. 76 следует, что хромово-нитратные и уксусно-нитратные растворы представляют собой сравнительно мягкие ванны, такой же мягкой ванной является недавно запатентованная гликольно-нитратная ванна. После кислотной очистки деталь промывают в воде и сейчас же опускают в хроматную ванну.
После механической обработки и обезжиривания растворителем детали снова погружают в кислотную ванну перед окончательным хроматированием. В том случае, если механическую обработку детали производили по точным допускам, вместо кислотной ванны применяют горячую щелочную ванну. В том и другом случае очищенные детали должны быть промыты в воде и немедленно перенесены в ванну для хроматирования.
Старые хроматные пленки, которые не удалось полностью удалить щелочью, могут быть удалены без нарушения геометрических размеров деталей путем погружения их в горячую хромовую кислоту.
Поврежденные хроматные пленки любого типа могут быть восстановлены в хромомарганцевой ванне перед окрашиванием. Эта операция также не влечет за собой изменение геометрических размеров. Поврежденные участки можно восстановить путем протирки их тряпкой, смоченной 10%-ным раствором селенистой кислоты.
Раствор для блестящего травления, состоящий из разбавленных HCl и Н2О2, рекомендован для магния, применяемого в производстве титана по восстановительному процессу Кролля.

В табл. 77 приведены наиболее употребительные методы хроматирования.
Испытания в Клифтон Джанкшене показали, что по защитному действию, твердости и пригодности к использованию в качестве грунта все хроматные пленки, полученные по указанным в таблице методам, незначительно отличаются друг от друга. Несколько более повышенную стойкость к коррозии, вызванной хлоридами, имеют поверхности, подученные в горячей хромовой кислоте или в горячем нейтральном растворе бихромата (Dow7 и 10), по сравнению с поверхностями, полученными в кислых хроматных ваннах.

Кислое хроматирование благодаря своей быстроте и холодному ведению процесса очень удобно для обработки грубых отливок, в то время как для одноразовой универсальной обработки лучшие результаты дает горячая или холодная хромомарганцевая ванна. Эта ванна допускает значительные отклонения параметров, не ухудшая качества, чего нельзя сказать о ванне RAE, где требуется тщательный контроль pH (табл. 78).

Хромомарганцевая пленка разработана для сплавов с цирконием, но может быть с таким же успехом применена и для сплавов с алюминием. Данная пленка нерастворима в щелочных растворах и удаляется, как и все хроматы, горячей хромовой кислотой. Изменения размеров деталей весьма незначительны даже при больших выдержках в ванне. Пленка Cr—Mn обладает свойством «самозалечивания», т. е. ее защитные свойства не нарушаются заметным образом после нанесения на ней небольших царапин. Ионы хромата могут выщелачиваться водой, но получасовая горячая сушка при температуре 180° С делает пленку твердой и менее растворимой в воде.
Хроматные пленки на деталях, полученных методом литья под давлением, часто имеют неравномерный оттенок, что, по-видимому, объясняется изменением содержания алюминия в поверхностных слоях. В этом отношении меньше всего неприятностей получается при обработке деталей в кипящей Cr—Mn ванне и в аналогичной ванне Dow 22. Наличие полос отнюдь не означает наличие некачественного покрытия, и поскольку такие отливки потом либо подвергаются декоративной окраске, либо употребляются в скрытых местах, то этот дефект не имеет практического значения. В тех же случаях, когда требуется получить однотонное по цвету покрытие, рекомендуется предварительно погружать деталь в раствор NaOH.
Свойства химических хроматных пленок и их защитное действие. Фирма Dow провела исследование природы хроматных пленок, полученных, например, по разработанному фирмой процессу № 7, который включает в себя «активацию» поверхности плавиковой кислотой или раствором фтористого соединения с последующим кипячением в растворе бихромата. Пленка Dow 7 состоит из тонкого ровного слоя водного геля, через который легко проникают электролиты. Сушка при обычной температуре сопровождается появлением микротрещин, однако даже при горячей сушке пленка не теряет адгезионных свойств. Невысушенная пленка слегка растворима в нейтральной воде. Желтая кислая хроматная пленка (ванна IG), как полагают, состоит из смеси окисей магния и хрома, а также некоторого количества хроматов хрома.

Помимо анодирования в растворе NH4HF2, предназначенном в основном, как об этом уже говорилось, для очистки поверхности, предложено очень много других процессов анодирования. При этом твердости получаемых пленок значительно меняются. В табл. 79 приведены характеристики наиболее распространенных процессов анодирования.

До 1951 г., когда был изобретен процесс НАЕ, все ранее известные процессы анодирования (например, процесс Фраша почти не имели практической ценности. Объясняется это тем, что незначительное увеличение коррозионной стойкости явно не оправдывалось дополнительными затратами на оборудование. Положение коренным образом изменилось после введения процесса НАЕ, который обеспечивал получение очень твердой пленки красивого коричневого цвета с высокой коррозионной стойкостью, высокой точкой плавления, хорошей диэлектрической прочностью и с хорошей сопротивляемостью термическому удару. Вскоре стали известными процесс Dow 17 (покрытие зеленого цвета) и другие «высоковольтные» (т. е. осуществляемые при высоком напряжении) процессы. Пленка Dow 17 по своей твердости уступает пленке НАЕ, однако для практических целей они равноценны По твердости (Роквелл) пленка HAE превосходит сталь С-65 Покрытие HAE в телетайпном устройстве выдержало свыше 10 000 ч работы, в то время как покрытие Dow 17, а также хромированный алюминий износились примерно через несколько сотен часов работы.

Технологические процессы твердого анодирования H А.Е и Dow 17 имеют много общего с процессом фтористого анодирования. Перед окончанием процесса, когда заканчивается формирование непроводящего электрический ток покрытия, а сам ток значительно уменьшается, напряжение повышают до 90 в. Толщина покрытия (на сторону) после полностью законченного процесса составляет около 25 мкм. Более подробные сведения по процессам HAE и Dow 17 изложены в работах и соответственно.
Оба процесса позволяют получать более тонкую и менее окрашенную пленку с пониженными твердостью и защитной способностью. Так, например, если при ведении процесса HAE сократить время, необходимое для полной обработки, то пленка примет цвет дубовой коры или овсяной муки.
Предварительное кислотное травление не является обязательным для обоих процессов, так как каждый из них способен удалять песок, окалину после прокатки и смазку на графитовой основе. Обязательным является только предварительное обезжиривание.
Процесс твердого анодирования GEC, представляющий собой вариант процесса НАЕ, был разработан с целью создания безмарганцевой пленки для последующего ее применения в атомных реакторах, где с точки зрения поглощения нейтронов лучше иметь хром, чем марганец. В состав щелочнохроматных анодных покрытий, разработанных Национальным бюро стандартов, входит хром, так же как и в покрытие, нанесенное по способу Dow 17.
Уплотнение пленки после твердого анодирования. Пленки твердого анодирования очень пористы, они легко поглотают масла и восковые составы и могут служить очень хорошим грунтом под окраску. Практически анодные пленки, не подвергнутые операции уплотнения, могут вызвать сквозное изъязвление при эксплуатации в морской воде в условиях гальванической коррозии.
Для пленки HAE разработано большое количество «заключительных» («уплотнительных») операций. например пятиминутное погружение в горячий однопроцентный раствор Na2CrO4 без последующей промывки или погружение в холодный раствор двуфторбихромата с последующим «старением» во влажной атмосфере в течение около суток. При этом происходит насыщение пленки хроматными ионами и частичное уплотнение ее за счет образования Mg(OH)2. Dow рекомендует уплотнять пленку Dow 17 следующим образом в конце процесса ток He выключают, как обычно, а оставляют включенным под полным напряжением еще на 20—30 мин. В результате получается пленка с уплотненными порами, способная выдержать давление воздуха или воды до 2,8 кГ/см2.
Для повышения износостойкости пленки HAE ее пропитывают графитом или MoS2.
Самым эффективным уплотнителем для пленки HAE будет высушенная в печи эпоксидная смола типа аральдит 985Е, нанесенная способом поверхностного уплотнения. Обработанная таким образом пшенка становится совершенно водонепроницаемой, износоустойчивой и пригодной к окрашиванию обычными способами и средствами.

На рис. 274 приведены результаты интересной работы Хубера по анодированию магния в нормальном растворе NaOH.
При малом напряжении (0,3—3 в), когда плотность тока имеет очень малую величину, образуется светло-серая защитная пленка Mg(OH)2. При промежуточном напряжении (3—25 в) получается толстая, темного цвета пленка Mg(OH) и выделяется кислород. При напряжении свыше 25 в снова образуется тонкая защитная пленка, на этот раз MgO, которая стремится перейти в гидрат Mg(OH)2.

Фирма Dow исследовала три вида твердых анодных пленок: Dow 14 (метаборат-метасиликатная ванна), Dow 17 и НАЕ. Все пленки оказались чрезвычайно пористыми и подверженными частичному остекловыванию с захватом сферических пузырьков газа в спеченный материал По мнению Dow, каждая из этих пленок содержит окислы B2O3, P2O5 или Al2O3.
Макнейл и Уик изучали действие многовалентных анионов металлов, в частности станнатов, ванадатов, хроматов и вольфраматов. Они установили, что ванадаты оказывают положительное влияние на качество пленки и что коррозионная стойкость пленок значительно улучшается после частичной обработки в растворе двуфтористого бихромата и старения в горячей влажной атмосфере. Недавно в США были применены методы обработки погружением в раствор станната, которые могут иметь в ряде случаев преимущество перед хроматированием, например при обработке деталей с металлаческими вставками. Эти методы применимы и для обработки магниеволитиевых сплавов, на которых редко удается получить хорошую хроматную пленку [магниеволитиевый сплав LA141 обрабатывают по методу HAE и Dow 17; его можно также подвергнуть фтористому анодированию, для чего следует довести концентрацию двуфтористого соединения до 45% (по массе)]. В литературе имеются некоторые сведения по применению фтористого анодирования для очистки. В щелочном (аммиачном) растворе пленки получаются большей толщины и твердости и могут содержать окись.

В дальнейшем под этим общим термином будет подразумеваться применение органических покрытий типа смол с последующей горячей сушкой.
В принципе окрашивание магниевых сплавов ничем не отличается от процесса окрашивания других металлов. Однако щелочной характер Mg(ОН)2 заставляет отдавать предпочтение лакокрасочным покрытиям на базе алкидных смол перед лаками на льняном масле и, кроме этого, производить окраску только по свежеподготовленным поверхностям. Как правило, перед окрашиванием необходимо производить хроматирование, которое предназначено для пассивирования поверхности во избежание образования Mg(ОН)2, а также для обеспечения хорошего сцепления с лакокрасочным покрытием.

Предварительная обработка. На рис. 275 показана общепринятая последовательность операций предварительной обработки и самого окрашивания. Обязательным условием является тщательное обезжиривание поверхности. В большинстве случаев применяют хроматирование или восстанавливают старую хроматную пленку, после чего деталь покрывают грунтом из алкидных смол, содержащих хромат цинка или стронция. Для специальных целей деталь перед грунтовкой подвергают поверхностному уплотнению или твердому анодированию. Для пассивации поверхности лучше применять фтористое анодирование, чем хроматироваиие. После фтористого анодирования нет необходимости хроматировать деталь, за исключением только специальных случаев. Возможно применение «травящего» или «промывочного» грунта, содержащего фосфорную кислоту (оказывает сильное действие на магний), с последующим нанесением слоя нормального грунта. Вместо обычных хроматов рекомендуется добавлять в грунт 15% трибутилстаноксида, что, по-видимому, уменьшает гальваническую коррозию в местах контакта разнородных металлов.
Рекомендуется добавлять в промежуточное лакокрасочное покрытие в качестве наполнителя алюминиевый порошок. Отделочное покрытие обычно выбирают, исходя из условий придания изделию необходимого внешнего вида, соблюдая при этом совместимость покрытия с предыдущим покрытием, которое должно быть жаростойким к требуемой температуре сушки. Бруксом и Перкинсом было испытано большое количество лаков, эмалей и политур, рекомендуемых американскими стандартами.

Сущность процесса, разработанного Хиггинсом, состоит в том, что оставшаяся в порах и других дефектах покрытия влага удаляется в печи, после чего на еще горячую деталь наносят покрытие из эпоксидной смолы горячей сушки. Выполненные Хиггинсом многочисленные опыты с покрытым смолой магнием показали, что наилучшей смолой является эпоксидная смола аральдит 985Е, превосходящая при тщательном соблюдении технологии все остальные смолы по водонепроницаемости (образец испытывали в воде, в которой был растворен фенолфталеин), сцеплению с магнием и сопротивлению к отслаиванию под действием удара (образец простреливался винтовочной пулей). Перед полимеризацией эта смола проходит чрезвычайно лабильное (подвижное) состояние, благодаря чему она способна проникать внутрь мельчайших углублений вместо простого образования мостиков над ними. По-видимому, ни одно из известных веществ не пристает так плотно к магнию, как это происходит с хорошо просушенной в печи данной смолой.
Поверхностное уплотнение имеет большое значение для деталей, работающих в жестких условиях или там, где затруднен регулярный доступ для наблюдения за их состоянием. Ниже дается последовательность операций при производстве поверхностного уплотнения
а) выдержать деталь 30 чин в печи при температуре 220° С или до полного прогрева детали при указанной температуре;
б) охладить деталь до 60° С и сразу же окунуть ее в смолу аральдит 985Е или окрасить ее этой смолой при помощи пульверизатора;
в) выдержать деталь 30 мин на воздухе для испарения растворителя и удалить все капли и потеки;
г) прогреть деталь 10—15 мин в печи при температуре 200° С;
д) снять острым ножом все капли и потеки;
е) повторить операции «б—д» дважды, поворачивая отливку для получения равномерного покрытия,
ж) выдержать деталь 30 мин при 220° С или до достижения равномерного прогрева при указанной температуре.
Для получения пленки надлежащей толщины рекомендуются следующие составы смоляных растворов (табл. 80).

Для получения хороших результатов ни в коем случае не следует сокращать время сушки или прогрева или уменьшать температуру нагрева. В противном случае может получиться пористая, плохо приставшая пленка и все преимущества процесса будут полностью упущены.
Как правило, поверхностное уплотнение производится по обычной технологической схеме окраски с предварительным нанесением хроматного грунта.
Сцепление между смолой аральдит 985Е и магнием имеет химический характер, поэтому не рекомендуется наносить смолу поверх грунта или другой непроницаемой пленки.
Благодаря наличию сильного сцепления с магнием аральдитовое покрытие почти невозможно механическим путем снять с магния. В случае необходимости поверхностно уплотненные пленки удаляют попеременной обработкой в диметил-формамиде и горячей хромовой кислоте при помощи жесткой щетки. В патентной литературе известны и другие, достаточно эффективные средства для удаления покрытия.

Процесс поверхностного уплотнения имеет ряд недостатков ограничивающих его практическое применение, К числу таких ограничений относится высокая температура сушки, не допустимая для точно механически обработанных отливок или для отливок с посаженными вгорячую стальными вставками. Поэтому Хайд предложил в качестве окончательной операции окрашивания применять эпоксидную политуру горячей сушки Такое покрытие обеспечивает хорошую защиту против воздействия морской воды. Известен случай, когда детали вертолета ВМС (обшивка, а также большое количество штампованных деталей и отливок), обработанные таким образом, находились в хорошем состоянии после 400 летных часов, что соответствует 12 месяцам интенсивных полетов.
Ротенберг проанализировал свойства 25 органических связующих для защиты магния и подтвердил исключительные преимущества эпоксидных смол. Галлачио и Корнет отдают явное предпочтение эпоксидным эмалям перед алкидными.
В ФРГ известно нанесение полиэтиленовых покрытий методом вихревого напыления.

Помимо твердых анодных покрытий типа НАЕ, приближающихся по своим свойствам к керамике, известны также стекловидные эмали, которыми можно покрывать магниевые сплавы с высокой температурой солидуса; сплавы AZ91. А8 и AZG, естественно, сюда не относятся. Для нанесения стеклоэмалей на магний служат фритты тех же составов, что и для алюминия. Согласно опубликованным данным, основной операцией в этом процессе является двухминутное погружение в 5%-ный раствор NayCr2O7, содержащий 3% хромово-калиевых квасцов. Операция производится перед нанесением фритты. Подробное описание процесса дает Де Лонг. Как показали испытания на изгибы на конической оправке, сцепление с магнием фарфоровидных эмалей, содержащих и не содержащих свинец, одинаково со сцеплением этих эмалей с алюминием.

Несмотря на полную практическую осуществимость, элекгроосаждение до сих пор не нашло широкого применения для магния. Оно может быть применено в качестве декоративного покрытия или, как в случае электроосаждения олова, служит для облегчения пайки электрических соединений. Для успешного электроосаждения требуется очень качественная подготовка поверхности. Поскольку гальванические покрытия обычно бывают очень пористыми, применение таких покрытий в коррозионных средах исключается. Шапиро отмечает «чрезвычайно толстый» слой медного покрытия, который необходим для повышения коррозионной стойкости деталей с гальваническим покрытием, что в ряде случаев заставляет совсем отказаться от магния и перейти на алюминий, поскольку преимущества легкого магния полностью уничтожаются массой медного покрытия.
Процесс Dow. Фирма Dow разработала хорошо известный процесс нанесения гальванических покрытий на магний. Процесс включает в себя пять операций:
а) подготовку поверхности и очистку;
б) активацию поверхности;
в) нанесение цинкового покрытия методом погружения;
г) предварительное меднение;
д) стандартное электролитическое осаждение.
В технической литературе достаточно подробно описаны все детали процесса, однако следует отметить наиболее существенные его особенности:
а) обязательным условием является хорошая подготовка поверхности, желательна обработка полировальным кругом и зеркальная полировка;
б) детали, не проходившие механическую подготовку всей поверхности, после щелочного обезжиривания подвергают кислотному травлению: смесью хромовой и азотной кислот, фосфорной кислотой, смесью уксусной и азотной кислот или горячей хромовой кислотой в тех случаях, когда недопустимо уменьшение линейных размеров;
в) активацию поверхности производят путем двухминутного погружения в теплый раствор, состоящий из смеси фосфорной кислоты и бифторида;
г) ванна для цинкования методом погружения состоит из ZnSO4, Na4P2O7, KF и Na2CO3; подогрев ванны обязателен;
д) для электролитического никелирования разработан специальный состав ванны, который относительно мало воздействует на магний, недостаточно защищенный слоем медного покрытия;
е) при нанесении оловянного покрытия поверх слоя меди, сильную пористость полученного оловянного покрытия устраняют путем оплавления его в масляной ванне, нагретой до 250° С. Такой нагрев уплотняет покрытие, придает ему блестящий вид и делает его более коррозионностойким;
ж) сцепление может быть увеличено путем нагрева покрытых деталей до температуры 150—200° С и выдержки при этой температуре в течение нескольких часов;
з) во избежание появления так называемых «гальванических помех» необходимо тщательно следить за чистотой применяемых химических веществ, а в некоторых случаях рекомендуется применять деионизированную воду. На обычные стальные или медные подвески, служащие для поддержки магниевых деталей при нанесении цинкового покрытия, необходимо нанести пластизолевое покрытие во избежание вредного взаимодействия подвесок с цинковым покрытием. Незащищенные пластмассой подвески после однократного применения их для электроосаждения могут в дальнейшем служить источником постоянных неприятностей. Во время нанесения цинкового покрытия необходимо избегать электрического контакта между подвесками и стенками ванны.
В заключение следует отметить, что нанесение гальванических покрытий на магний требует более строго соблюдения последовательности операций и режимов времени, чем для других металлов. Также более труден для магния переход от лабораторных условий к производственным.
Коррозионные испытания гальванических покрытии. нанесенных на отлитые под давлением отливки из магниевых. алюминиевых и цинковых сплавов, показали, что толщина покрытия 50 мкм обеспечивает защиту от атмосферной коррозии в течение одного года.
Основной особенностью процесса Dow является нанесение цинкового покрытия методом осаждения. Высококачественное цинковое покрытие представляет собой ту «закрепляющую основу». к которой прочно пристает последующее покрытие, и прочность сцепления зависит главным образом от того, насколько точно контролировался этот этап и последующее предварительное меднение. Как известно, Mg(OH)2 практически нерастворима в воде при рН>10,5, благодаря чему она предохраняет магний от дальнейшего коррозионного воздействия. Покрытия контактным осаждением, получаемые в кислых растворах солей металлов, не имеют прочного сцепления. Однако было обнаружено, что пирофосфатные растворы могут растворять MgO и Mg(OН)2 при рH<11. Таким образом, удалось при одновременном воздействии пирофосфата и соли металла на поверхность магния растворить пленку гидроокиси на магнии и обеспечить непосредственный контакт металлического осадка с очищенной поверхностью металла. Когда на поверхности металла образуется сплошное плотно приставшее покрытие из цинка толщиной около 2,5 мкм, реакция прекращается.

В английском патенте имеется описание еще одного процесса нанесения электролитических покрытий. Вследствие отсутствия в Англии интереса к нанесению электролитических покрытий на магний этот процесс широкого распространения не получил. Наиболее ответственным этапом в данном процессе было погружение детали в раствор ZnCl2, травление очищенной поверхности в разбавленной HCl, последующая обработка в хромовой кислоте и предварительное меднение.
В одном из американских патентов описывается процесс, который пригоден, согласно утверждениям авторов, для магния и основан на химическом и электрохимическом осаждении металлов из водных растворов с последующим кратковременным анодированием.

Фирма Dow разработала химический процесс нанесения никеля. Процесс не имеет каких-либо ограничений по «рассеивающей способности», благодаря чему возможно получение покрытия одинаковой толщины независимо от геометрии детали. Возможно также нанесение покрытий на узлы, состоящие из разнородных металлов. Пористость никелевых покрытий значительно меньше и имеются утверждения о том, что процесс может фактически уничтожить пористость отливок за счет уплотнения. По коррозионной стойкости покрытие не уступает гальваническому покрытию такой же толщины. Химически осажденный никель может улучшить предел усталости основного металла.

Покрытие, полученное светлым анодированием, ничем по внешнему виду не отличается от электролитического покрытия, дешевле его и имеет лучшую коррозионную стойкость. Способ заключается в кратковременном анодировании при сравнительно низком напряжении (40 в) в ванне Dow 17 с последующим нанесением светлой эмали, сохнущей при высокой температуре.

Хиггинс установил, что пленки, полученные при анодировании в боратных ваннах, легко поддаются декоративному окрашиванию.

В технической литературе и в особенности в работах Хиггинса имеется достаточно полезных указаний относительно защиты магния от коррозии. Хиггинс утверждает, что такой проблемы вообще не существует и что весь вопрос состоит в том, как защитить вполне определенную деталь из магния при вполне определенных условиях. В каждом конкретном случае правильное решение задачи зависит от наличия трех факторов: качества конструкции, соответствующей технологии обработки и сборки деталей и от условий эксплуатации. Все три фактора имеют одинаковое значение: пренебрежение одним из них может свести на нет все усилия, затраченные на обеспечение остальных двух факторов.
Ранее уже говорилось о малой скорости коррозии всех незащищенных магниевых сплавов на открытом воздухе (см. рис. 265), когда глубина проникновения язв не превышает 75 мкм за год. Практически в большинстве случаев вполне достаточно бывает обойтись только одним хроматированием. Убедительным доказательством сказанному служит отлитая в землю деталь одного из широко распространенных тракторов. Перед механической обработкой на деталь нанесли только один слой цинкового хромата: свыше полумлн таких комплектов было поставлено заказчику без единой рекламации на коррозионные поражения. He имеют коррозионной защиты отлитые под давлением автомобильные детали не английского производства. Другим примером безупречной службы незащищенных магниевых детален являются ящики для развозки хлеба, контрольное прецизионное оборудование, складские стеллажи, обшивка полок и карманные машинки для точки карандашей. Киркпатрик собрал материал по защитной обработке (если она вообще требуется), иллюстрирующий успешное применение магния.
Однако в ряде случаев следует учитывать возможность коррозии незащищенного магния:
а) в местах непосредственного контакта магния с другим неоднородным металлом во влажной атмосфере;
б) в местах возможной конденсации водяных паров и скопления образовавшегося конденсата (в труднодоступных местах самолета с герметизированной кабиной),
в) в морской атмосфере, особенно там, где возможен контакт с брызгами морской воды;
г) при длительном хранении в условиях влажной, не вентилируемой атмосферы, например в деревянных ящиках и т. д.
Необходимо полностью исключить возможность образования полостей или карманов, где могла бы скапливаться корродирующая жидкость. Следует также избегать попадания жидкости в места стыка двух разнородных металлов. В этом случае хроматирование и окрашивание уже не смогут предотвратить коррозию и необходимо применять НАЕ, Dow 17 или фтористое анодирование с последующим поверхностным уплотнением. Для работы в таких трудных условиях в английской практике рекомендуется: а) фтористое анодирование; б) хроматирование (если это оговаривалось чертежом); в; поверхностное уплотнение; г) окрашивание. Опыты американской фирмы Raytheon Inc. дали очень хорошие результаты, полученные после такой обработки (рис 276). На рис. 276 изображена собранная конструкция, защищенная от коррозии аналогичным образом и предназначенная для работы в морских условиях. Из других процессов уже упоминалась эпоксидная схема, успешно примененная для защиты английских вертолетов, предназначенных для работы в морских условиях. В патентной литературе имеется описание довольно сложного процесса, который начинается со фтористого анодирования, заканчивается эпоксидным пропитыванием и имеет несколько промежуточных этапов, в том числе анодирование в щелочносиликатном растворе. Процесс нашел практическое применение.

Несмотря на большое число предложенных способов защитной обработки магния перед окрашиванием, опыт показывает, что вполне достаточно несколько этих способов. Для практических целей в дополнение к травлению, обезжириванию и окрашиванию можно ограничиться, кислой хроматной и хромомарганцевой ваннами, фтористым анодированием, поверхностным уплотнением и процессом НАЕ. Последний процесс необходим лишь в тех случаях, когда требуется получение твердой пленки на магнии.
Ниже описаны наиболее важные практические приемы коррозионной защиты магниевых деталей.
Конструкция. Все открытые профили и вогнутые поверхности детали должны быть расположены таким образом, чтобы исключалось скопление на них воды Все полости должны быть тщательно уплотнены или должны иметь отверстия для стока воды. Следует избегать узких зазоров между деталями: в эти зазоры вода будет втягиваться под действием капиллярных сил. В крайнем случае зазоры должны быть достаточно широкими для обеспечения дренажа. Поверхность детали не должна иметь острых углов и граней, получающихся даже на хорошо спроектированной отливке, если не продумана механическая обработка
Защита от коррозии и монтаж. Перед хроматированием детали тщательно обезжиривают, хорошо просушивают и немедленно наносят хроматный грунт. Если предполагается окончательное покрытие сушить при высокой температуре, то деталь перед грунтовкой должна быть нагрета до этой температуры. В случае применения поверхностного уплотнения необходимо тщательно соблюдать режим предварительного нагрева и окончательной сушки.
При сборке применяют оцинкованные горячим или электрохимическим способом стальные крепежные винты, болты и другие крепежные детали вместе с шайбами из чистого алюминия пли пластмассы, диаметр которых должен на 6 мм превышать габариты гайки или болта.

Сборку деталей из разнородных металлов производят «мокрым» способом с применением пигментированной политуры и других соединительных компаундов (DTD 369 A, DTD 900/4301) или при помощи уплотнительной ленты из полихлорвинила или другой какой-либо пластмассы.
Головки болтов и гайки покрывают уплотнительным компаундом из синтетического каучука или битума; из него же делают буртики для отвода воды. Можно также использовать хроматные уретанового типа компаунды, применяемые для пpoконопачивания палубы морских судов: после затвердевания они очень хорошо поддаются окрашиванию. Аналогичной обработке подвергают стальные или латунные хомуты и втулки. В тех местах, где магний контактирует с другим металлом и где это допустимо с конструктивной точки зрения, рекомендуется протачивать в магниевой детали широкую неглубокую канавку для уплотнительного компаунда. Проволочные резьбовые вставки уплотняют клеем на основе эпоксидной смолы. Следует иметь в виду, что содержащие медь алюминиевые сплавы гальванически несовместимы с магнием и их применение требует соблюдения тех же самых предосторожностей, какие требовались для стали или латуни.

Штандер и Прайзер исследовали возможность устранения электрохимической коррозии при помощи пластмассовых изоляторов и других методов. Там, где по условиям жесткости конструкции требуется соблюдение контакта металла с металлом, применение пластмассовых шайб недопустимо. В этом случае можно применить так называемые «гальваногайки», предложенные Вилькинсоном и Хиггинсом. Они представляют собой обычные гайки и болты с выточками, в которые помещены пластмассовые уплотнительные кольца. Применение таких гаек и болтов уменьшает коррозию в количественном отношении и распределяет ее по большой поверхности, благодаря чему устраняется образование надрезов вблизи поверхности контакта металла с металлом (рис. 277, 278).
На рис. 279—281 показаны некоторые из рассмотренных способов борьбы с коррозией за счет улучшения конструкции и монтажа.
Некоторые рекомендации по хранению и эксплуатации. Недопустимо хранить детали в сырых деревянных ящиках или в сырых плохо вентилируемых помещениях, а также под навесом на открытом воздухе. Случайное смачивание с последующим высыханием принесет меньше вреда, чем частое присутствие пленки влаги, перекрывающей в виде мостика место стыка двух разнородных металлов. Большинство древесных пород выделяют кислотные пары, вредно действующие на магний. В ряде случаев может быть экономически оправдано применение защитных покрытий в виде чехлов или покрытий, снимающихся сплошной пленкой.
Оголенные металлические поверхности покрывают препаратом из ланолина или периодически протирают тряпкой, смоченной маслом.
Необходимо периодически осматривать окрашенные детали и, если это требуется, подкрашивать поврежденные места или перекрашивать детали заново.
Пленку краски нельзя рассматривать как постоянную и непрерывную защиту от коррозии.
Детали, предназначенные для работы в чрезвычайно жестких условиях (в брызгах морской воды), следует ежедневно промывать пресной водой и опрыскивать водоотталкивающим маслом (рис. 282).